[發明專利]一種EGR控制的方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202111161629.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113867131A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張紅倩;江楠;張家林;申宗;高登峰
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 楊曉萍

本申請公開一種EGR控制的方法、裝置及電子設備，該方法包括通過擴張觀測器ESO觀測得到EGR閥門當前開度值、EGR閥門當前開度的一階導數以及擾動量，并根據EGR閥門當前開度值、EGR閥門當前開度的一階導數以及擾動量，計算得到EGR閥門的占空比，然后根據占空比，對EGR閥門的開度進行控制。基于上述方法，通過ESO直接估算系統擾動量，使得在計算EGR閥門的占空比的時候，能夠考慮系統擾動量的大小，進而使得EGR閥門實際開度值比更加接近EGR閥門的目標開度值，從而減少控制系統的調節時間，提高EGR系統的響應性。

技術領域

本申請涉及發動機控制技術領域，尤其涉及一種EGR控制的方法、裝置及電子設備。

背景技術

為了滿足日益嚴格的發動機廢氣排放要求，通常會配合發動機設置廢氣再循環(Exhaust Gas Re-circulation，EGR)系統，EGR通過將發動機排出的部分廢氣回送到進氣管中，再與新鮮混合氣一起再次進入氣缸，降低進氣中的含氧量，從而降低燃燒溫度，減小排放污染。但是，在廢氣再循環的過程中，如果循環利用的廢氣過多，會導致進入氣缸的含氧量不滿足規定值，進而影響發動機的功率，因此，根據發動機的實際工況，控制EGR的占空比，進而實現對EGR閥門的開度的控制，保證發動機在正常使用的同時，也能降低廢氣排放，顯得十分重要。

為了解決上述問題，傳統方案通過PID控制器實現EGR系統的閉環控制，在PID控制的過程中，按差值的比例(P)、積分(I)和微分(D)進行控制。具體來說，現有方法主要是計算EGR閥門開度參考值和EGR閥門當前開度值的差值，然后將差值輸入到PID控制器中，進而得到輸出占空比，控制EGR系統。

然而，PID控制中P、I和D的增益難以調節，無法根據反饋不斷更新，需要花費大量時間不斷試湊，因此若采用PID控制方式，會存在EGR系統響應性滯后的問題。

發明內容

本申請提供一種EGR控制的方法、裝置及電子設備，通過ESO直接估算系統擾動量，使得在計算EGR閥門的占空比的時候，能夠考慮系統擾動量的大小，進而使得EGR閥門實際開度值比更加接近EGR閥門的目標開度值，從而減少控制系統的調節時間，提高EGR系統的響應性。

第一方面，本申請提供了一種EGR控制的方法，所述方法包括：根據從擴張觀測器ESO觀測得到的EGR閥門當前開度值、EGR閥門當前開度的一階導數以及擾動量，計算EGR閥門的占空比，然后根據所述占空比，對EGR閥門的開度進行控制。

在上述方法中，通過ESO直接估算系統擾動量，使得在計算EGR閥門的占空比的時候，能夠考慮系統擾動量的大小，進而使得EGR閥門實際開度值比更加接近EGR閥門的目標開度值，從而減少控制系統的調節時間，提高EGR系統的響應性。

在一種可能的設計中，在從擴張觀測器ESO中觀測得到EGR閥門當前開度值、EGR閥門當前開度的一階導數以及擾動量之前，還包括：建立EGR系統的二階微分方程，并基于二階微分方程，構建擴張狀態觀測器ESO。

在一種可能的設計中，建立EGR系統的二階微分方程，具體通過如下公式得到：

其中，為閥片轉角的二階導數，J＝(J_g+n²*J_m)，u為H橋電路的占空比，為閥片轉角的一階導數，k_s為復位彈簧的勁度系數，θ為閥片轉角，n為傳動輪齒比，V_b為電池電壓，k_m為電動勢和角速度的關系系數，R為電阻，k_b為電流與電磁扭矩的關系系數，T₀為復位彈簧在靜態位置的初始扭矩，T_f為摩擦力，T_α為氣流沖擊扭矩。

在一種可能的設計中，構建擴張狀態觀測器ESO，包括：

根據二階微分方程，得到EGR系統的擴張狀態方程：